Nghiên cứu, lựa chọn số lá cánh máy bơm ly tâm cột áp thấp và số lá cánh động cơ gió cho hệ thống máy bơm nước mặn sử dụng năng lượng gió phục vụ sản xuất muối cho vùng ven biển

Bài viết này tập trung phân tích ảnh hưởng của số cánh bơm ly tâm và số cánh của động cơ gió đến các đặc tính thủy lực cho một hệ thống máy bơm ly tâm cột nước thấp chạy bằng động cơ gió (ký hiệu LTM 15 – 1,2kW), phục vụ bơm nước biển cho sản xuất muối. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, lựa chọn số lá cánh máy bơm ly tâm cột áp thấp và số lá cánh động cơ gió cho hệ thống máy bơm nước mặn sử dụng năng lượng gió phục vụ sản xuất muối cho vùng ven biển BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN SỐ LÁ CÁNH MÁY BƠM LY TÂM CỘT ÁP THẤP VÀ SỐ LÁ CÁNH ĐỘNG CƠ GIÓ CHO HỆ THỐNG MÁY BƠM NƯỚC MẶN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ PHỤC VỤ SẢN XUẤT MUỐI CHO VÙNG VEN BIỂN Nguyễn Thị Nhớ1, Nguyễn Minh Tuấn2, Nguyễn Văn Bày2 Tóm tắt: Bài báo này tập trung phân tích ảnh hưởng của số cánh bơm ly tâm và số cánh của động cơ gió đến các đặc tính thủy lực cho một hệ thống máy bơm ly tâm cột nước thấp chạy bằng động cơ gió (ký hiệu LTM 15 – 1,2kW), phục vụ bơm nước biển cho sản xuất muối. Đây là mô hình đã lắp đặt và ứng dụng tại Hòn Khói (Khánh Hòa). Năm phương án số cánh bơm bao gồm 2,3,4,5 và 6 cánh và hai phương án số cánh tuabin gió là 4 và 6 đã được khảo sát. Kết quả cho thấy số cánh bơm là 5 và số cánh tuabin gió là 6 cho hiệu suất tổ máy tuabin gió – máy bơm là tốt nhất, đảm bảo khả năng cung cấp nước mặn cho diện tích ruộng muối F=(1÷2) ha. Các kết quả sau đó được kiểm chứng thực nghiệm tại hiện trường cho thấy máy bơm thiết kế đạt được các thông số thiết kế bao gồm: Cột nước H=(1,1÷1,75)m, lưu lượng Q =(15÷42)m3/h, hiệu suất máy bơm đạt ηb = (27÷60)%, tốc độ gió V= (3÷7)m/s. Từ khóa: Bơm, tuabin, số cánh. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * ở một số đơn vị sản xuất muối hiện nay tại các Thị trường tiêu thụ và xuất khẩu muối ở nước vùng ven biển miền Trung (Nguyễn Minh Tuấn và ta hiện nay là rất lớn. Nghĩa là, nhu cầu cơ giới nnk, 2020), nhóm tác giả nhận thấy, chỉ cần sử hóa, hiện đại hóa trong sản xuất muối là rất cần dụng máy bơm nước có công suất N ≥ 1,0 kW sẽ thiết, trong đó có các thiết bị phục vụ cấp nước đảm bảo bơm với lưu lượng Q = (10÷15) m3/h, cột mặn chạy bằng sức gió, phục vụ cho dây chuyền áp H=(1÷1,5)m đáp ứng đầy đủ yêu cầu thực tế sản xuất muối. Tuy vậy, chúng ta đã không có sự đặt ra. Khi đó, động cơ gió chỉ cần có công suất quan tâm cần thiết cho việc nghiên cứu, thiết kế, N ≥ 1kW để lắp đặt với máy bơm nước mặn nêu chế tạo và sử dụng các thiết bị liên quan đến gió. trên là đạt yêu cầu. Đối với công nghệ sản xuất muối theo phương Khi thiết kể tổ máy bơm – động cơ gió, một pháp phơi nước, dung tích nước mặn được tích trữ trong những thông số quan trọng ảnh hưởng nhiều tại các khu ruộng với diện tích phổ biến khoảng đến hiệu suất làm việc của máy là số cánh và tỷ lệ F=(1÷5) ha. Sau giai đoạn tích nước mặn từ trạm giữa số cánh bơm và số cánh động cơ gió. Đã có bơm cấp 1 (bơm nước biển vào ô chứa) sẽ sử dụng nhiều nghiên cứu liên quan đến vấn đề này được các máy bơm nước mặn để bơm nước lên, chiều công bố trong các tài liệu (Sujoy Chakraborty et cao địa hình đến mặt ô thường nhỏ, dao động từ al, 2012). Các nghiên cứu trên đã tìm ra được các (0,5÷1,0)m. Nghĩa là, nhu cầu sử dụng các máy phương án thiết kế tối ưu bao gồm số cánh tối ưu bơm hút và cấp nước mặn thường dùng là các tổ và các thông số hình học của bánh công tác. Tuy máy công suất nhỏ, cột áp thấp. Trên cơ sở khảo nhiên, rất khó áp dụng cho các dạng máy khác do sát nhu cầu cấp nước mặn và địa hình ruộng muối các thông số tính toán và các điều kiện áp dụng chưa được công bố rõ ràng và đầy đủ. Trong 1 Trường Đại học Thủy lợi nước, đã có một số công trình nghiên cứu về động 2 Trung tâm nghiên cứu tư vấn và chuyển giao công nghệ máy thủy khí cơ điện gió (Nguyễn M. T., 2014; Trịnh & Lê, KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 73 (3/2021) 53 2006). Tuy vậy, kết quả nghiên cứu đạt được của bơm, cần đặc biệt chú ý đến trị số mô men tạo ra các công trình nghiên cứu còn rất hạn chế. Cho của rôto tại thời điểm ban đầu. Nghĩa là, tuabin đến nay, vẫn chưa có thiết bị điện gió nào đạt mức gió của nghiên cứu cần khởi động ở tốc độ gió là sản phẩm hàng hoá, cho phép sản xuất hàng loạt thấp V  2m/s. Để đảm bảo được điều này, số lá phục vụ nhu cầu đời sống trong nước. cánh của tuabin gió phải chọn số lá cánh lớn hơn, Bài báo này kết hợp giữa tính toán lý thuyết tức là Ztb =(4÷16) lá cánh. Tuy nhiên, nếu Z càng với mô phỏng số 3D và có kiểm chứng thực lớn thì tỷ lệ tốc độ đầu cánh λp càng thấp dẫn đến nghiệm để phân tích và đánh giá ảnh hưởng của số đường kính bánh công tác càng lớn, kết cấu cồng cánh bơm và số cánh động cơ gió đến hiệu suất kềnh. Vì vậy, bài báo này sẽ đi sâu nghiên cứu của tổ máy bơm – tuabin gió. Qua đó đã xác đinh ảnh hưởng của số lá cánh bơm và số cánh động cơ được bộ thông số tối ưu về số cánh bơm và số gió trục ngang với các phương án số lá cánh động cánh động cơ cho một mô hình cụ thể được ứng cơ gió là Ztb = 4 và 6 và số cánh bơm Z thay đổi từ dụng tại Hòn Khói (Khánh Hòa). Đây là lần đầu 2 đến 6. tiên ở Việt Nam đã tự thiết kế, chế tạo được máy Trong nghiên cứu này, hệ thống máy bơm ly bơm ly tâm cột nước thấp sử dụng động cơ gió tâm – tuabin gió được thiết kế gắn liền giữa lý phục vụ bơm nước biển cho sản xuất muối. thuyết tính toán truyền thống, kết hợp với phần 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG mềm mô phỏng hiện đại và được kiểm nghiệm PHÁP NGHIÊN CỨU thông qua các kết quả thí nghiệm hiện trường. Đối với khu vực duyên hải miền Trung (Khánh Phần mềm CFD (Computational Fluid Dynamics) Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận), vận tốc gió trung ...